高分子科學(xué)答案

本文格式為Word版，下載可任意編輯——高分子科學(xué)答案第一章概述

3.說出10種你在日常生活中遇到的高分子的名稱。

答：滌綸、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、PET、蛋白質(zhì)、核酸、涂料、塑料、合成纖維

6.以下物質(zhì)中哪些屬于聚合物？（1）水；（2）羊毛；（3）肉；（4）棉花；（5）橡膠輪胎；（6）涂料

答：羊毛、棉花、橡膠輪胎、涂料、肉

7.寫出以下高分子的重復(fù)單元的結(jié)構(gòu)式：（1）PE；（2）PS；（3）PVC；（4）POM；（5）尼龍；（6）滌綸

答：（1）PE——聚乙烯－CH2－CH2－

（2）PS——聚苯乙烯

（3）PVC——聚氯乙烯

（4）POM——聚甲醛－O－CH2－

（5）尼龍——聚酰胺－NH(CH2)5CO－（6）滌綸——聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯P7

8.寫出以下重復(fù)單元的聚合物的一般名稱，指出結(jié)構(gòu)單元和單體單元。（手寫）CH3H2CC名稱結(jié)構(gòu)單元單體單元一樣聚甲基丙烯酸甲酯一樣H3COOC聚丙烯酸甲酯一樣一樣H2CHC—NH(CH2)6NHCO(CH)4CO—H2CHCH3COOC尼龍-66聚異戊二烯CH2—NH(CH2)6NH—無(wú)—CO(CH)4CO—一樣一樣CH3C▲9.用簡(jiǎn)單的語(yǔ)言說明以下術(shù)語(yǔ)。（1）高分子；（2）鏈節(jié)；（3）聚合度；（4）多分散度；（5）網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；（6）共聚物

答：（1）高分子也叫聚合物分子或大分子，具有高的相對(duì)分子量，其結(jié)構(gòu)必需是由多個(gè)重復(fù)單元所組成，并且這些重復(fù)單元實(shí)際是或概念上是由相應(yīng)的小分子衍生而來(lái)的。

（2）鏈節(jié)是指結(jié)構(gòu)重復(fù)單元，重復(fù)組成高分子分子結(jié)構(gòu)的最小結(jié)構(gòu)單元。（3）聚合度是單個(gè)聚合物分子所含單體單元的數(shù)目。

（4）多分散性：除了蛋白質(zhì)、DNA等外，高分子化合物的相對(duì)分子質(zhì)量都是不均一的（5）網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是交聯(lián)高分子的分子構(gòu)造。

1

（6）共聚物：由一種以上單體聚合而成的聚合物。

14、平均相對(duì)分子質(zhì)量為100萬(wàn)的超高相對(duì)分子質(zhì)量PE的平均聚合度是多少？

P＝100×10000/28＝35700

▲21、高分子結(jié)構(gòu)有哪些層次？各層次研究的內(nèi)容是什么？

答：高分子結(jié)構(gòu)由4個(gè)層次組成：

a、一級(jí)結(jié)構(gòu)，指單個(gè)大分子內(nèi)與基本結(jié)構(gòu)單元有關(guān)的結(jié)構(gòu)，包括結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成、鏈接方式，構(gòu)型，支化和交聯(lián)以及共聚物的結(jié)構(gòu)

b、二級(jí)結(jié)構(gòu)，指若干鏈節(jié)組成的一段鏈或整根分子鏈的排列形狀。

c、三級(jí)結(jié)構(gòu)在二級(jí)的基礎(chǔ)上大量這樣的大分子聚集在一起而形成的結(jié)構(gòu)，包括結(jié)晶結(jié)構(gòu)，非晶結(jié)構(gòu)，液晶結(jié)構(gòu)和取向結(jié)構(gòu)。

d、四級(jí)結(jié)構(gòu)，指高分子在材料中的堆砌方式。

22、什么是高分子的構(gòu)型？什么是高分子的構(gòu)象？請(qǐng)舉例說明。

答：構(gòu)型是指分子中由化學(xué)鍵所固定的原子在空間的排列；高分子鏈由于單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生分子在空間的不同形態(tài)稱為構(gòu)象。構(gòu)象與構(gòu)型的根本區(qū)別在于，構(gòu)象通過單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)可以改變，而構(gòu)型無(wú)法通過內(nèi)旋轉(zhuǎn)改變。

26、用粗略示意圖表示：（1）線型聚合物（2）帶短支鏈聚合物（3）交聯(lián)XX

27、試分析線形、支化、交聯(lián)高分子的結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)。

線形高分子的分子間沒有化學(xué)鍵結(jié)合，在受熱或受力時(shí)可以相互移動(dòng)，因而線形高分子在適當(dāng)溶劑中可以溶解，加熱時(shí)可以熔融，易于加工成形。

交聯(lián)高分子的分子間通過支鏈聯(lián)結(jié)起來(lái)成為了一個(gè)三錐空間網(wǎng)狀大分子，高分子鏈不能動(dòng)彈，因而不溶解也不熔融，當(dāng)交聯(lián)度不大時(shí)只能在溶劑中溶脹。

支化高分子的性質(zhì)介于線形高分子和交聯(lián)（網(wǎng)狀）高分子之間，取決于支化程度。

第三章鏈?zhǔn)骄酆戏磻?yīng)

1．以下烯類單體適于何種機(jī)理聚合：自由基聚合，陽(yáng)離子聚合或陰離子聚合？并說明理由。CH2=CHClCH2=CCl2CH2=CHCNCH2=C(CN)2CH2=CHCH3CH2=C(CH3)2CH2=CHC6H5CF2=CF2CH2=C(CN)COORCH2=C(CH3)－CH=CH2

解：CH=CHCl適于自由基聚合，Cl原子是吸電子基團(tuán)，也有共軛效應(yīng)，但均較弱。

CH2=CCl2適于自由基聚合和陰離子聚合。Cl原子是吸電子基團(tuán)，也有共軛效應(yīng)。2個(gè)Cl原子的吸電子性足夠強(qiáng)。

CF2=CF2適合自由基聚合，F(xiàn)原子體積小，結(jié)構(gòu)對(duì)稱。CH2=CHC6H5與CH2=CH-CH=CH2可進(jìn)行自由基聚合、陽(yáng)離子聚合以及陰離子聚合。由于共軛體系п電子的簡(jiǎn)單極化和滾動(dòng)。

CH2=CHCN適合自由基聚合和陰離子聚合。-CN是吸電子基團(tuán)，并有共軛效應(yīng)。CH2=C(CN)2適合陰離子聚合。2個(gè)-CN是強(qiáng)吸電子基團(tuán)。

CH2=C(CH3)2適合陽(yáng)離子聚合。CH3為供電子基團(tuán)，CH3與雙鍵有超共軛效應(yīng)。CH2=C(CN)COOR適合陰離子聚合，兩個(gè)吸電子基的吸電子性很強(qiáng)。

CH2=CCH3COOR適合自由基聚合和陰離子聚合。由于是1，1二取代基，甲基體積較小，COOR為吸電子基，甲基為供電子基，均有共軛效應(yīng)。

2．判斷以下烯類能否進(jìn)行自由基聚合，并說明理由。

2

CH2==C(C6H5)2ClHC==CHClCH2==C(CH3)C2H5CH2==C(CH3)COOCH3CH2==CHOCOCH3CH3CH==CHCOOCH3

CH3CH==CHCH3

解：CH2==C(C6H5)2不能通過自由基聚合形成高分子量聚合物。由于取代基空間阻礙大，只能形成二聚體。ClCH=CHCl不能通過自由基聚合形成高分子量聚合物。由于單體結(jié)構(gòu)對(duì)稱，1，2二取代基造成較大空間阻礙。

CH2==C(CH3)C2H5不能通過自由基聚合形成高分子量聚合物。由于雙鍵電荷密度大不利于自由基的進(jìn)攻，且易轉(zhuǎn)移生成烯丙基型較穩(wěn)定的自由基，難于再與丙烯等加成轉(zhuǎn)變成較活潑的自由基，故得不到高聚物。

CH3CH=CHCH3不能通過自由基聚合形成高分子量聚合物。由于位阻大，且易發(fā)生單體轉(zhuǎn)移生成烯丙基穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

CH2==C(CH3)COOCH3能通過自由基聚合形成高分子量聚合物。由于是1，1二取代基，甲基體積小，均有共軛效應(yīng)。

CH2=CHOCOCH3能通過自由基聚合形成高分子量聚合物。由于OCOCH3有吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)和供電子共軛效應(yīng)，但這兩種效應(yīng)都很弱。

CH3CH=CHCOOCH3不能通過自由基聚合形成高分子量聚合物。由于是1，2二取代基，空間阻礙大。

3.書P406答案（缺分析）

11、什么叫鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)？有幾種形式？對(duì)聚合速率和相對(duì)分子質(zhì)量有何影響？什么叫鏈轉(zhuǎn)移常數(shù)？與鏈轉(zhuǎn)移速率常數(shù)的關(guān)系？

答：鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)：指活性鏈自由基與聚合物反應(yīng)體系中的其他物質(zhì)分子之間發(fā)生的獨(dú)電子轉(zhuǎn)移并生成大分子和新自由基的過程

尋常包括鏈自由基向單體、向引發(fā)劑、向溶劑、向大分子的轉(zhuǎn)移反應(yīng)。對(duì)聚合速率和相對(duì)分子質(zhì)量影響相反第64頁(yè)

13、在自由基聚合中，為什么聚合物鏈中單體單元大部分按頭尾方式連接，且所得的聚合物多為無(wú)規(guī)立構(gòu)？

答：由于電子效應(yīng)和空間位阻效應(yīng)，按頭尾方式連接的單體單元更穩(wěn)定，因此聚合物鏈中單體單元大部分按頭尾方式連接。

由于自由基聚合的鏈增長(zhǎng)活性中心，鏈自由基周邊存在不定向因素，因此空間構(gòu)型沒有選擇性，是隨機(jī)的，因此得到聚合物為無(wú)規(guī)立構(gòu)。

14.已知在苯乙烯單體中參與少量乙醇進(jìn)行聚合時(shí)，所得聚苯乙烯的相對(duì)分子質(zhì)量比一般本體聚合要低。但當(dāng)乙醇量增加到一定程度后，所得到的聚苯乙烯的相對(duì)分子質(zhì)量要比相應(yīng)條件下本體聚合所得的要高，試解釋之。

答：加少量乙醇時(shí)，聚合反應(yīng)還是均相的，乙醇的鏈轉(zhuǎn)移作用會(huì)使分子量下降。當(dāng)乙醇量增加到一定比例后，聚合反應(yīng)是在不良溶劑或非溶劑中進(jìn)行，出現(xiàn)明顯的自動(dòng)加速現(xiàn)象，從而造成產(chǎn)物的分子量反比本體聚合的高。

20．單體（如苯乙烯）在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中，常需參與阻聚劑。聚合前用何法除去阻聚劑？若取混有阻聚劑的單體聚合，將會(huì)發(fā)生什么后果？

答：?jiǎn)误w在聚合反應(yīng)以前尋常要通過蒸餾或萃取先除去阻聚劑，否則需使用過量引發(fā)劑。當(dāng)體系中存在阻聚劑時(shí)，在聚合反應(yīng)開始以后（引發(fā)劑開始分解），并不能馬上引發(fā)單體聚合，必需在體系中的阻聚劑

3

全部消耗完后，聚合反應(yīng)才會(huì)正常進(jìn)行，即存在誘導(dǎo)期。

22.工業(yè)上用自由基聚合產(chǎn)生的大品種有哪些？試簡(jiǎn)述它們常用的聚合方法和聚合條件。

答：PS聚苯乙烯：以苯，乙烯為原料，ALCL3，金屬氧化物為催化劑進(jìn)行本體聚合制得

PE聚乙烯：用金屬茂作催化劑引發(fā)聚合

PVC：聚氯乙烯;以電石為原料，與氯化氫反應(yīng)，經(jīng)過本體聚合制得

PMMA:聚甲基丙烯酸甲酯：在單體MMA參與引發(fā)劑，增塑劑紫外吸收劑懸浮聚合得到。

23.簡(jiǎn)要解釋以下名詞，并指出它們之間的異同點(diǎn)。

（1）①本體聚合；②懸浮聚合；③乳液聚合；

（2）①溶液聚合；②淤漿聚合；③均相聚合；④沉淀聚合。答：（1）①本體聚合是不加其他介質(zhì)，只有單體本身在引發(fā)劑熱光輻射的作用下進(jìn)行的聚合；

②懸浮聚合是通過強(qiáng)力攪拌并在分散劑的作用下，把單體分散成無(wú)數(shù)的小液滴懸浮于水中，由油溶性引發(fā)劑引發(fā)而進(jìn)行的聚合反應(yīng)；

③乳液聚合是在乳化劑的作用下并借助于機(jī)械攪拌，使單體在水中分散成乳液狀，由水溶性引發(fā)劑引發(fā)而進(jìn)行的聚合反應(yīng)

（2）①溶液聚合是將單體和引發(fā)劑溶于適當(dāng)溶劑中進(jìn)行的聚合反應(yīng)；

②淤漿聚合是催化劑（引發(fā)劑）和形成的聚合物均不溶于單體和溶劑（稀釋劑）的聚合反應(yīng)；③生成的聚合物溶于單體的聚合叫均相聚合；④聚合產(chǎn)物不溶于單體的聚合叫沉淀聚合。

28.

34.寫出合成熱塑性彈性體SBS的一種方法。

解：合成SBS熱塑彈性體的主要方法有（選其一即可）A．用雙官能催化劑經(jīng)二步法合成

C6H5LiCCH2C6H5LiCH2CH2C6H5CLi+2nCH2CHCHCH2

C6H5CHCHCH2CH2CHCHCH2C6H5n-1CCH2C6H5CH2C6H5CC6H5

CH2CHCHCH2CH2n-1CHCHCH2Li2mCH2CHC6H5終止SBS樹脂

B．偶聯(lián)法

nCH2CH+R-Li+C6H5RCH2CHC6H5n-1CH2CHLi+C6H5mCH2CHCHCH2

4

RCH2CHC6H5nCH2CHCHCH2CH2m-1CHCHCH2Li+

2RCH2CHC6H5nCH2CHCHCH2CH2m-1CHCHCH2Li+Br(CH2)6BrSBS樹脂

C．用單官能團(tuán)催化劑經(jīng)三步法或二步法合成

nCH2CH+RLiC6H5RCH2CHC6H5CH2n-1CH-Li+C6H5mCH2CHCHCH2

RCH2nCH2CHC6H5nCH2CHCHCH2CH2m-1CHCHCH2-Li+

CHC6H5終止SBS樹脂

或其次步同時(shí)參與丁二烯和苯乙烯，利用丁二烯優(yōu)先聚合的特定形成漸變型的SBS樹脂。

36.有一正在進(jìn)行聚合反應(yīng)的苯乙烯聚合體系，請(qǐng)用最直觀、便利的試驗(yàn)方法判斷該體系是

自由基、陽(yáng)離子還是陰離子聚合類型。

答：①若反應(yīng)液呈深藍(lán)（紫）或紅色，則反應(yīng)為陰離子聚合。

②在體系中投入DPPH，反應(yīng)終止則為自由基聚合，否則為離子型聚合；若為離子型聚合，在體系中通入CO2，若反應(yīng)終止為陰離子聚合，無(wú)變化則為陽(yáng)離子聚合。

▲37試從單體、引發(fā)劑，聚合方法及反應(yīng)的特點(diǎn)等方面對(duì)自由基、陰離子和陽(yáng)離子聚合反應(yīng)進(jìn)行比較。

答：?jiǎn)误w自由基聚合的單體為弱吸電子基的烯類單體，共軛單體；陽(yáng)離子聚合的單體為推電子取代基的烯類單體，共軛單體，易極化為負(fù)電性的單體；陰離子聚合的單體為吸電子取代基的烯類單體，共軛單體，易極化為正電性的單體。

引發(fā)劑自由基聚合：過氧化物，偶氮化物，氧化還原體系；陽(yáng)離子聚合：Lewis酸，質(zhì)子酸，陽(yáng)離子生成物，親電試劑；陰離子聚合：堿金屬，有機(jī)金屬化合物，碳負(fù)離子生成物，親核試